应用笔记——核磁共振

ESR原油沥青质和钒的分析可以确定其质量

目前世界上大约三分之一的能源来自原油。油的质量取决于它的化学成分,从而影响其处理,性能和市场价格。因此,定性和定量油状态监测是至关重要的。

ESR原油沥青质和钒的分析可以确定其质量

目前世界上大约三分之一的能源来自原油。油的质量取决于它的化学成分,从而影响其处理,性能和市场价格。因此,定性和定量油状态监测是至关重要的。

有最大的影响的组件对石油沥青质质量,最重的部分原油。沥青质是由一个复杂的混合物与聚芳环和脂肪族侧链化合物,结合微量钒和镍。小的沥青质浓度很容易聚合,导致粘度增加,导致堵塞井筒和空调在石油开采和加工。另外,沥青质也可以禁用的升级和精炼过程中催化反应。

分析了沥青质浓度的碳氢化合物的复杂混合物原油是困难的,特别是对于在线监测。传统上,油的物理性质,如粘度和介电常数,测量这些数据被用来确定潜在的化学成分。当特定的沥青质分析已经完成,它通常是在模型系统或在样品被稀释成简单的溶剂。

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沥青质和钒ESR谱特征

采用电子自旋共振(ESR)或电子顺磁共振(EPR),使得沥青质是直接为特征。这种技术提供了高分辨率和定量数据,提供真正的本地环境中的动态信息。此外,ESR是一种非破坏性方法,无需样品制备。

ESR使用静态磁场中的共振吸收的微波测量分子未配对电子和系统包含顺磁中心。沥青质中有机自由基聚芳核心,使g = 2.0032的ESR信号特点,使他们容易地确定原油。

的振幅峰值对应的沥青质浓度样本,所以这种技术也可以用来量化。此外,ESR还可以检测钒,这是观察vanadyl卟啉和间隔8广泛,狭窄的山峰在类似地区的沥青质有机自由基信号。

沥青质有机自由基的ESR信号特征(红色箭头)和vanadyl卟啉(蓝色箭头)

ESR可以分析原油的具体特征

通过监测不同的特点,这些成分,更好地了解原油的组成和化学变化。以前,ESR已经能够区分不同类型的原油,但近年来分析更具体的标准已经完成。

的一个主要过程,改变了成分,因此质量,原油生物降解。在这个过程中,碳氢化合物氧化生产有限公司2和有机酸,从而导致减少饱和和芳烃的浓度和粘度的增加,金属含量和酸度。

最近的工作相比,这个过程在三个巴西油通过监测有机自由基的存在和vanadyl物种,或不使用ESR与porphyrinic化合物有关。这个方法允许两个生物降解样品从non-biodegraded样本通过分化信号量化值,以及从对方。

温度也是影响行为和结构有机自由基物种在原油的性质,影响质量。研究这些变化最近使用原位ESR监控执行在不同的分数的原油样品293 - 673 K的温度范围内。

对于所有分数,温度的增加导致自由径向有机物种的增加,然而,这一过程发生的机制被发现是不同的根据分数。大气残留和原油分数显示类似的行为,与有机自由基的生成大约433 K,而有机自由基的生成真空残留似乎是一个多步骤的过程。

力量的MicroESR使实时分析原油组成

大多数的ESR光谱仪很大,笨重的工具,限制他们的能力被用于在线实时分析原油。然而,光学和无线通信技术的进步使得力量开发市场上最小的ESR谱仪的microESR,一个小型便携式光谱仪30.5 x 30.5 x 30.5厘米3足迹和大量的只有10公斤。

microESR不需要任何定期维护或特殊安装。ESR的microESR还提供了一个简单的工作流软件数据采集、处理和分析。

最新进展的ESR用于原油分析,可以使用microESR作为在线监测工具的化学成分在勘探、生产、炼油业务。这种分析可以用于许多应用程序,包括评估人工老化的石油,以及预测可能发生的问题,进一步的操作过程。

引用

  1. 德阿伯,c R。,et al。(202)。
    应用电子自旋共振技术在巴西油的特性:生物降解程度和极性成分相关。能源燃料。
    https://dx.doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c02624
  2. Dappe, V。,et al。(2020)。
    热处理效果不同石油馏分:原位EPR谱特征。能源燃料。
    https://dx.doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c01504
  3. www.videcame.com。(2020)。
    电子顺磁共振仪器。MicroESR。
    www.videcame.com/en/products-and-solutions/mr/epr-instruments/microesr.html